温敏雄性不育小麦BNS366花粉败育的细胞学观察

为了明确温敏雄性不育小麦BNS366雄性败育的细胞学机理,采用醋酸洋红染色法观察减数分裂和小孢子发育过程,用1%I2-KI溶液染色进行花粉育性统计;以温敏不育系BNS和常规品种扬麦13作为对照。结果表明,BNS366的减数分裂和小孢子发育过程与BNS完全一致,即:在减数分裂过程中,中期Ⅰ染色体出现滞后现象,在形成二分体和四分体时细胞质分裂不均匀,出现三孢现象;小孢子发育过程中,只观察到单核靠边期,最后核物质解体出现空孢现象。而扬麦13在减数分裂过程中染色体表现正常,小孢子发育过程中,观察到单核期→双核期→三核期。开花期,BNS366和BNS花粉均表现典败和圆败,扬麦13可育。减数分裂表现出的异常行为是导致BNS366花粉败育的原因之一,单核靠边期是其败育的关键时期。     

同源四倍体水稻花粉的发育特征

利用激光扫描共聚焦显微技术观察了同源四倍体水稻紫粳 4x花粉的发育过程及其败育时期和方式。在成熟花粉中正常花粉只占45.5％,还有54.5％的花粉在发育过程中发生败育。在小孢子母细胞减数分裂过程中出现了一些异常现象,如染色体不能正常配对、形成异常二分体及二分体分裂不同步等现象。绝大部分花粉败育发生在单核小孢子期和二胞花粉晚期。在败育花粉中典败花粉粒占21.4％,圆败花粉粒占5.0％,染败花粉粒占28.1％。导致紫粳 4x花粉败育的原因可能是由于其染色体数目加倍,在减数分裂过程中有些染色体不能正常配对,从而进行异常分裂造成的。     

花生属种间杂种F1的雄配子发生与发育特点研究

本研究以铁矾－苏木精法和改良卡宝品红染色法对载野杂交组合父本Arachis cardenasii（二倍体）、母本铁岭四粒红（四倍体）及杂种F1根尖细胞染色体进行观察，F1为2n＝30。利用醋酸洋红压片法对野生种A.cardenasii花粉母细胞减数分裂及小孢子发育各个时期进行了观察。杂种F1的花粉母细胞减数分裂及小孢子发育与四倍体栽培种花生相比表现出一些特殊的细胞学特点：F1花粉母细胞联会复杂，染色体构型平均值为2n＝9.5Ⅰ＋6.7Ⅱ 1.8Ⅲ 0.4Ⅳ；大发细胞以15：15方式分离。存在染色单体分离提前现象；细胞核发生异型分裂，并形成了在体积上显著小于正常子细胞的小细胞，从而导致形成五分体和六分体；绝大多数小孢子的败育发生在单核居中期至单核靠边;F1 花粉萌发率低，花粉发育不正常。另外F1的部分花粉具有6个萌发孔，特别是以秋水仙素处理恢复育性的F1花粉均具有6个萌发孔。     

大豆光敏雄性不育系88-428BY花粉败育的细胞学观察

以长日照条件下雄性可育株88-428为对照,对其短日照条件下雄性不育株88-428BY小孢子发育全过程进行观察.结果发现:(1)88-428BY有三个败育时期,单核小孢子中期为败育的关键时期.一是减数分裂期,在双线期后期出现严重的配对松弛现象,细胞异常率达99%;而在减数分裂其它各时期不正常比率较少,仅为2%-6%.整个减数分裂期约导致近9%的花粉母细胞败育;二是单核小孢子中期,出现花粉细胞质稀薄式解体、药壁组织提前加厚、药壁层次不清的败育现象,此期败育的花粉达89.3%;三是二胞花粉晚期,无淀粉或淀粉积累不完全,导致近10%的花粉败育.(2)败育度,细胞学上败育率达100%,因为笔者所采的花蕾均在第五节位以上,此与形态学上第五节位上无荚果形成是一致的.     

小果野蕉（Musa acuminate Colla）花粉母细胞减数分裂过程 异常的细胞学观察

香蕉是重要的热带水果,由于雄性不育、单性结实等原因导致其杂交育种困难。小果野蕉（Musa acuminate Colla）是现代香蕉栽培种的祖先之一,在理论研究和应用中有非常重要的地位。前期研究发现小果野蕉存在部分可育 花粉,但导致花粉活力下降的原因未知。为了探求导致小果野蕉花粉活力降低的细胞学原因,本研究通过亚历山大红 染色法对小果野蕉花粉活力进行检测,通过卡宝品红染色对小果野蕉花粉母细胞减数分裂阶段和小孢子发育阶段进行 观察。结果表明：小果野蕉花粉活力为 84.33%;小孢子发育阶段未见明显异常;正常四分体比例为 81.3%;花粉母细 胞减数分裂过程终变期、中期Ⅰ、后期Ⅰ、中期Ⅱ、后期Ⅱ均存在异常,比例分别为 8.8%、8.5%、7.6%、10.6%、12.1%。 因此,可能是部分花粉母细胞减数分裂异常导致小果野蕉花粉活力的降低。     

栽培大豆(Glycine max)与野生大豆(Glycine soja)、半野生大豆(Glycine gracilis)杂交的杂种F_1代减数分裂行为的研究

本文研究了栽培大豆绥农4号等5个品种和1个品系分别与野生大豆、半野生大豆杂交,杂种F_1代花粉母细胞减数分裂的行为。以染色体组亲和指标,终变期二价体的交叉频率,鉴定杂交亲本的亲缘关系。 观察结果表明,杂交亲本和大部分杂种F_1代花粉母细胞减数分裂行为是正常的,减数分裂中期Ⅰ为20个二价体。11个亲本中期Ⅰ环状二价体占多数,少数为棒状二价体。有少数花粉母细胞出现二价体联会消失现象,中期Ⅰ没有单价体,后期Ⅰ和减数分裂Ⅱ均正常,四分孢子中无微核出现。杂交亲本中期Ⅰ环状二价体和棒状二价体的数目有差异,说明不同亲本的亲和力不同。 13个杂交组合F_1代的减数分裂行为有差异,染色体配对不稳定,二价体表现过早分离。如杂交组合中期Ⅰ二价体数在18—20之间,联会消失二价体数目较少。二价体数在5—20个之间,联会消失的二价体数目最多为15个。后期Ⅰ出现少数落后染色体,四分孢子内有少数微核。     

甘蓝型油菜双显性细胞核雄性不育系Shaan-GMS雄配子发育观察

采用常规压片与冰冻切片两种方法,观察甘蓝型油菜不育系Shaan-GMS的不育株与可育株小孢子母细胞减数分裂和小孢子发育过程,以阐明小孢子败育时期和细胞学特征。植株表型上,花期可育株与不育株花器官差异较大:不育株花丝较短,花药小且干瘪,微粉或无粉,淡黄色;细胞学观察结果显示不育株的花粉母细胞能够进行正常的减数分裂,形成四分体,但在单核期开始发生异常。主要表现为小孢子从四分体中释放后无法形成正常的小孢子外壁,随后小孢子外壁、内容物和绒毡层均提早降解,只剩下空壳与残渣,药室也随之萎缩变形,最终导致花粉败育。上述结果说明Shaan-GMS为单核败育类型,可能是一个细胞核雄性不育新材料。     

F型小麦雄性不育系小孢子发育的细胞学观察

为明确F型小麦雄性不育系雄性败育的细胞学机理,以西农979为对照,采用醋酸洋红染色制片等方法观察花粉母细胞减数分裂、小孢子发育过程及成熟花粉粒育性表现,并套袋自交,于成熟期统计结实率。结果发现,F型小麦雄性不育系仅有2.15%的花粉母细胞减数分裂Ⅱ异常,其余绝大多数花粉母细胞减数分裂正常,但小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解,导致无核小孢子的出现,其比率为77.04%。成熟花粉粒经1% I₂-KI染色后显示异常的花粉粒比率高达94.8%,其中包括圆败、典败和染败类型,但以染败型为主。F型小麦雄性不育系套袋自交结实率为2.5%。上述三方面的研究结果彼此相符,据此认为,小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解导致无核小孢子的产生是F型小麦雄性不育系雄性败育的主要细胞学原因。     

高粱A2类型CMS A2V4败育过程的细胞学研究

以A2V4/B2V4为材料,对A2类型雄性不育系的减数分裂过程中染色体行为和花药发育过程中绒毡层的变化进行了细胞学观察研究。结果表明:高粱A2V4 CMS的染色体行为,在前期Ⅰ至中期Ⅰ无任何异常现象,从后期Ⅰ开始,染色体行为出现各种异常现象,同源染色体在走向两极时出现滞后或部分不分离、或在后期Ⅱ姐妹染色体不分离造成细胞内染色体多倍化,以致形成两极染色体数目不等、在一个细胞内有几个染色体团或核、三分体和“T”型、直线型排列的四分体;花药发育过程中也有大量异常现象,药室的绒毡层细胞不形成或提前解体,药室内的花粉母细胞不发育或小孢子液泡化,绒毡层细胞发育异常,出现巨型化而挤满整个药室或绒毡层细胞虽发育正常,但花粉母细胞发育异常,在造孢细胞时期即开始出现变形现象,随后发生粘连退化,绝大部分花粉母细胞不能完成正常的减数分裂过程而形成四分体,所有这些异常现象最终导致小孢子退化。     

一种甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育的细胞学观察

本研究利用涂片和切片两种方法,对甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育两用系的不育株与可育株小孢子母细胞的减数分裂和小孢子发育的细胞学进行了观察。结果表明, 不育系从减数分裂时期就开始发生异常，出现了染色体桥，花粉母细胞分裂不同步等现象，随后形成大小不等的四分体或多分体，小孢子释放以后没有开始花粉壁的形成,并且细胞质逐渐降解,最后只剩下降解后的残渣，药室也随之萎缩变形。     

新型玉米细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学研究

通过光学显微镜观察泰玉D2不育系的花药发育进程,探明新型细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学机理。研究发现,花药绒粘层在二分体时期发生异常,小孢子在单核前期开始败育,至单核后期完全解体,花药发育后期不育系药腔中只观察到少量的小孢子残体,花药壁的4层细胞依然存在,绒粘层细胞已经彻底液泡化, 占据了药腔的整个空间,花粉成熟期不育系花药维管束消失。泰玉D2不育系花药绒粘层在二分体时期成辐射状膨大,小孢子在单核期败育,花粉败育完全,属无花粉类型。     

橡胶树的花粉发育过程

橡胶树的花粉发育,包括小孢子发生与雄配子体发生两个环节。前者是指花粉母细胞(小孢子母细胞)通过减数分裂产生幼小的单核花粉(小孢子)(图版Ⅰ,1～8;图版Ⅱ,9～14);后者是指单核花粉通过两次有丝分裂形成三核的成熟的花粉(雄配子体)(图版Ⅲ,15～20)。     

光温敏核不育小麦ES－14花粉败育的细胞学研究

从花粉母细胞减数分裂期到花粉粒的形成和发育期，对光温敏核不育小麦ＥＳ－１４的雄性发育过程进行了细胞学研究。结果表明，ＥＳ－１４在减数分裂期间虽观察到异常现象，但绝大多数花粉母细胞能正常减数分裂，形成四分体。花粉粒发育到单核靠边期后，不能进行核分裂，发育停止，然后核解体，核物质分散在细胞内，花粉粒逐渐变形，不能形成二核和三核花粉粒。开花期花粉粒形状为三角形和不规则形，对碘－碘化钾溶液不呈蓝色反应，花粉败育率达１００％。花粉败育发生在单核靠边期以后，属配子体不育类型     

一个新小麦不育材料的形态特征及细胞学研究

对一个新小麦不育材料（代号：0176）的植株形态特征、花粉母细胞减数分裂过程及结实率进行了研究。结果表明,“0176”开花时颖壳张开持续时间较长,花粉粒表现不育;根尖细胞有丝分裂正常,但花粉母细胞减数分裂过程出现异常,中期Ⅰ出现染色体易位、后期Ⅰ出现染色体落后、末期Ⅰ和末期Ⅱ出现染色体落后及多极分布现象,末期Ⅱ出现了三分体、五分体、七分体、八分体等。“0176”自交结实率为零,但异交结实率较高,为68.5%～74.0%。说明该不育材料的不育性是由减数分裂异常引起的。     

大豆突变体NJS-1H核雄性不育性的细胞学与遗传学分析

利用化学诱变剂叠氮化钠(NaN3)处理大豆品种南农86-4,获得雄性不育突变体NJS-1H。细胞学观察发现,该突变体不育株NJS-1H(s)的小孢子在减数分裂前期I染色体联会异常,出现单价体;减数分裂过程中出现染色体落后、不对称或不同步分裂等现象;在四分体阶段,出现各种畸形多分体及大量微核;所形成单核小孢子细胞核消失,细胞质变稀薄,最后成熟花粉粒无内容物,完全不育。从减数分裂到花粉粒发育成熟都有败育发生,但大量败育主要发生在减数分裂阶段。人工平行杂交试验表明其雌性育性不正常。对突变体后代育性分离株系及株系群的遗传分析,发现NJS-1H的雄性不育性受1对隐性核基因控制。     

几类异质小麦雄性不育系育性恢复的染色体行为研究

为了研究异质小麦雄性不育系减数分裂中期Ⅰ与后期Ⅰ的染色体行为及与育性恢复的相关性,以几类异质小麦雄性不育系为母本,用常规品种(系)作为父本与其杂交,调查了杂种F1减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及自交结实率之间的相关性.结果表明:(1)花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率呈显著正相关,后期Ⅰ染色体变异率与自交结实率呈负相关,但不显著;(2)相同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及结实率差异不显著;(3)不同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率差异性较为显著,但减数分裂中期Ⅰ单价体频率与结实率差异性不显著;(4)异质小麦中,异源胞质影响染色体变异,但核基因是调控的关键因素.     

茉莉花胚胎学研究 I．小孢子发生与雄配子体发育

系统研究了茉莉花双瓣品的小孢子发生与雄配子体发育过程。观察结果表明：茉莉花双瓣品种药壁发育为基本型，中层在小孢子减数分裂时期逐渐解体，绒毡层是异常细胞绒毡层，解体迟，不利于小孢子发育，药室内壁纤维层加厚不明显。小孢子从减数分裂中期1开始走向败育，胞质分裂为同时型，正常四分体为正四面体形。雄配子体发育大多为不正常，其发育早期有花粉管萌发的异常现象。空瘪、异形花粉多，正常与不正常比例为100：324。成熟花粉粒为2－细胞型，具三个萌发孔。     

新发现的大麦雄性不育的小孢子发育及过氧化物酶同工酶的研究

本研究结果表明，新发现的大麦雄性不育材料小孢子母细胞的减数分裂，四分体之前表现正常，此后出现四分体小孢子形成不同步，单核期的小孢子，因无淀粉等必要的营养合成与积累而发生饥饿败育。主要表现为，细胞皱缩，胞壁逐渐解体，I－KI不染色等。自小孢子母细胞减数分裂四分体开始，经单核小孢了列双核小孢子期，雄性不育株的雌、雄蕊及其单核小孢子期的旗叶、旗下叶和倒3号，过氧化物酶同酶谱与其等基因可育株的相比，或酶带数增多或颜色加深，酶活性显著增强。可能是造成内源IAA氧化分解，导致小孢子发生饥饿败育的重要原因。在不育和可有株雄蕊中，分别发现染色很深的过氧化酶同工酶带POD－1、POD－9和POD－14、POD－15及POD－16等，可能是该雄性不育的特征带。     

大豆质核互作雄性不育系NJCMSlA花粉败育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对(N8855×N2899)F1不育株和(N2899×N8855)F1可育株、BC1F1不育株、质核互作不育系NJCMSlA和保持系NJCMSlB进行小孢子发育的细胞学比较观察.结果表明,同一胞质在不同的回交世代败育途径和表现相似,主要发生在单核后期到二胞花粉早期:(N8855×N2899)F1与BC1F1不育花药在小孢子单核靠边期细胞质产生不正常空泡,至近成熟花粉时细胞质部分解体、收缩;NJCMSlA花粉败育发生在二胞花粉期,初期原生质内小液泡比保持系增多,原生质内未形成淀粉粒,在生殖细胞远离营养细胞后,胞质呈现紊乱,生殖核与营养核消失,外壁内层及内壁停止发育,液泡增大,原生质部分解体.分别与反交F1及保持系比较,处于二胞花粉时期的正交F1及不育系细胞色素氧化酶最快迁移活性带缺失,此特征带缺失与不育花药败育时期基本同步.     

桂明珠等:甜菜雄不育系与保持系雄性器官的形态学观察

1.花药横切,示花粉母细胞及绒毡层发育;2.花粉纵切,示花粉母细胞进行减数分裂产生四分体;3.花粉纵切,示花粉败育,小孢子内容物空虚而透明发亮,绒毡层细胞壁消失,呈原质团包围在小孢子周